[发明专利]一种由直接体绘制引导的高质量几何建模方法

权利要求书

1.一种由直接体绘制引导的高质量几何建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：输入三维体数据V，令V中体素的编号为(i,j,k)(0≤i＜W，0≤j＜H，0≤k＜D)，起始体素中心点的坐标为(x₀,y₀,z₀)，每个体素的大小为Δx×Δy×Δz，第(i,j,k)个体素的取值为v(i,j,k)；

步骤2：采用光线投射算法对体数据V进行直接体绘制，得到体绘制结果，令体绘制过程中采用的不透明度传输函数为OTF，颜色传输函数为CTF，梯度不透明度传输函数为GTF；

步骤3：将V中所有体素的中心点连接成三维正交矩形网格G，用G(i,j,k)(0≤i＜W，0≤j＜H，0≤k＜D)表示该网格的格点；

步骤4：建立初始几何模型M，将G中的所有格点G(i,j,k)作为M的顶点，将G中分割各个网格单元的矩形作为面片添加到M中；

步骤5：将M的每个矩形面片都均分为t×t个小矩形面片，其中t为大于等于1的正整数；将新增加的矩形格点作为顶点添加到M中，并将M中原有的矩形面片更新为小矩形面片；

步骤6：对M每一个顶点p，令其坐标为(x,y,z)，根据体数据V的取值，插值计算p点的取值，然后按照下述步骤计算p点的法向量、不透明度以及颜色值：

步骤6.1：根据p点的取值以及体数据V的取值，插值计算p点的梯度G_p，根据该梯度的幅值以及梯度不透明度传输函数GTF，计算p点的梯度不透明度值g_p，并将G_p归一化后作为p点的法向量N_p；

步骤6.2：根据p点的取值以及体绘制不透明度传输函数OTF，计算p点的初始不透明度值α′_p，并令p点的不透明度值α_p＝α′_p*g_p；

步骤6.3：根据p点的取值以及体绘制颜色传输函数CTF，计算p点的颜色值C_p；

步骤7：将M中所有四个顶点的不透明度值均为0的矩形面片删除；

步骤8：将M中所有孤立顶点删除；

步骤9：输出M的顶点和面片以及顶点的法向量、不透明度和颜色值，得到最终建模结果。